可逆避孕方法（精选10篇）
可逆避孕方法 篇1
数字视频很容易遭受编辑软件篡改，所以视频安全性问题日益迫切[1,2]。数字水印技术是一种保护数字多媒体安全的有效手段[3]。然而无论何种水印都需将水印嵌入到原始载体中，造成视频永久性改变。在一些需要数据高保真的领域是不可接受的。为解决该问题，提出了可逆数字水印的概念[4]，保证在水印提取后能够无损地恢复原始载体视频。按嵌入方式进行分类，一般可分为基于压缩、基于差值扩展(Difference Expansion,DE)和基于直方图修改(Histogram Shift,HS)的可逆水印。利用压缩的可逆水印，是将载体中特定数据进行压缩，创造出额外可利用的空间来嵌入水印。由于嵌入量有限，现有算法已很少采用这种水印嵌入方式。基于DE的核心思想是将图像某一特征值通过扩展后，在其扩展后的特征值中嵌入水印[5]。基于DE的可逆水印嵌入技术具有算法简单，容易实现，且可嵌入水印量较大等优点[6,7]。基于HS的可逆水印方法是另一种有效方法[9],HS的核心思想是通过位移特定像素的灰度值，来创造出可携带水印的空间。由于HS通过扩展位于直方图中峰值点的像素进行水印嵌入，具有图像失真较小特点[10,11]。
目前研究主要集中于视频脆弱可逆水印的研究[12,13]，而对有损压缩、噪声污染等非恶意攻击鲁棒的半脆弱视频认证可逆水印的研究国内外还处于初级阶段。由于相对于脆弱认证问题，半脆弱认证可逆水印设计要求更高。Gujjunoori等人[14]在视频的中频交流非零量化DCT系数中，嵌入近似无损水印。由于使用了log函数进行近似无损嵌入，无法完全恢复原始视频信息。由于在中频交流系数中修改数据过多，嵌入水印的视频画质不够理想。曾骁等人[15]提出了一种运用哈希函数进行视频内容认证的半脆弱可逆视频水印算法。在I帧中嵌入两个水印，一个水印结合帧索引号，运用哈希函数进行内容完整性验证，另一个水印用于帧内篡改定位。通过修改DCT选定系数的LSB进行水印嵌入。
设计半脆弱视频认证可逆水印，需要结合视频有损编码同时，使其对无意攻击具有一定的鲁棒性。本文提出一种基于差值块的H.264视频可逆水印。根据H.264预测残差估计各个图像块类型，通过差值块直方图调整的方式，在平滑块中嵌入一位认证水印，而在纹理块中嵌入多位水印。在接收端通过K-means聚类算法，自适应判断块差值所属区间，实现高准确率的水印提取。通过认证的块，通过逆操作实现无损视频还原。
1 水印嵌入算法
1.1 预测残差块分类
人眼视觉系统研究表明:人眼对纹理区域噪声敏感度低，背景纹理越复杂，噪声门限也就越高。所以相对于平滑的区域，在复杂的纹理块中可以嵌入更多的水印。本算法根据图像块的复杂程度选择嵌入水印数量。对于实际图像块与H.264帧内预测块相减得到的残差，可视为当前块的纹理复杂程度。如果目标块是平滑块，则预测残差很小，接近于零;反之如果目标块是纹理复杂块，则预测残差大。由于预测残差已经在先前的H.264帧内预测中获取，故节省了大量计算开支。设经过H.264帧内预测后重构的H×W的I帧为I。将I帧分成h×w的不重叠图像块Ik,k∈[1,H/h×W/h]。对应的预测残差块为Irk。根据式(1)进行分类
式中:τr是一个自适应阈值，首先对f进行排序，然后对排序后的序列删除重复的元素，最终α1所指位置元素作为结果输出。Foreman的平滑纹理分类结果如图1中“预测残差分类”所示。
1.2 基于块差值的水印嵌入算法
基于块差值水印是一种调整块差值直方图进行可逆嵌入的方式。由于图像的块差值符合拉普拉斯状分布，即绝大多数的值都在0的附近，所以可以使用直方图修改进行无损嵌入。其嵌入过程比较简单，并且由于只需修改空域图像块的部分像素，所以能得到很好的嵌入效果。而且由于块差值是一个块整体的统计特性，所以对于有损压缩有比较强的鲁棒性。根据不相邻像素划分到A和B两个区域，当前块Ik的块差值ak可以定义为
式中:SA和SB分别是由Ik分成的两个区域A和B对应的和值。可见即使图像块中某些像素被修改，其块差值ak变化并不会很大，所以块差值具有鲁棒性。
由于半脆弱认证水印的定位要求，每一个图像块都必须嵌入认证水印。本文根据每个图像块嵌入水印数量，嵌入相应水印。由于块差值是通过A、B两区域和值间计算差值算术平均，所以可以在A、B两部分像素使用相反的操作，实现多倍强度τa的嵌入
式中:wm是十进制的待嵌入水印信息;·是往上取证函数;δ是调整方向，根据当前块差值在0值的方向，决定向左还是向右调整像素。由于半脆弱认证水印的要求，每一个图像块都必须嵌入认证水印，故水印嵌入强度τa定义为
式中:α2是一个大于1的调整系数;Ak={a1,a2，…，ak}是所有块差值的组成的向量。可见当阈值τa大于max(Ak)时，嵌入水印后各个比特区并不会重叠。由图1“直方图水印嵌入”图所示，当每个块最多能嵌入水印的数量numembedding=2 bit时，其水印嵌入后的块差值直方图分成7个不重叠的区域。随着嵌入水印的倍数提高，水印容量变大，水印的不可见性会变差，鲁棒性下降。
1.3 基于块差值的水印嵌入算法详细步骤
1)将经过H.264帧内预测后的I帧视频进行重构后，将I分成h×w的不重叠图像块Ik。
2)获取H.264预测残差块Irk，根据式(1)将图像块分为纹理块和平滑块。
3)选择适当的参数α1，根据式(2)计算每一个图像块的差值ak。
4)选择适当的参数α2，根据式(4)计算嵌入强度τa。
5)根据嵌入强度τa，调整像素避免灰度溢出。记录下灰度溢出图，并对其使用游程编码进行无损压缩。
6)对当前帧视频索引编号ID进行纠错编码，然后混合无损压缩后的灰度溢出图。结合纹理块的数量，在混合后的数据后进行补“1000…”处理，获得原始的辅助信息水印。为了提高安全性，再根据密钥key对原始水印进行置乱加密，获得辅助信息水印wmai。
7)对于空间认证水印，可采用任何现有水印信息。本文使用最高位图层作为认证信息生成认证水印wms，并使用密钥key进行置乱加密。
8)在平滑块中只嵌入空间认证水印wms，而在纹理块中嵌入wms和wmai两种水印。当每块最多能嵌入的水印数量numembedding为多bit时，将二进制水印转换成十进制，然后使用式(3)进行水印嵌入。
9)将嵌入后水印的I帧Iw进行DCT、量化和熵编码生成含水印的H.264视频流。循环直至所有I帧都嵌入水印。并将块分类结果、嵌入强度τa、每块最多能嵌入的水印数量numembedding以及灰度溢出图长度以及密钥key发送到接收端。
2 水印提取算法
含水印视频流接收后，对I帧视频进行和嵌入端相同的分块操作。接着计算每一个各个块差值。将差值块进行K-means聚类得到各块嵌入的水印信息。通过密钥进行解密水印，得到空间认证水印和辅助信息水印，这样可以实现空间和时间水印认证。最后无损恢复出原始的视频。其流程图如图1所示。
通常，在一些图像常规处理(例如有损压缩)以后，其块差值直方图会发生改变。如图1“块差值K-means聚类提取水印”图所示，经过有损压缩，原来的块差值直方图上的值会扩散到其两旁。这些值很容易造成原来不同区域产生重叠。由于处于同区的值具有高度的相似性和集中性，而不同区中的对象相似度较小，本文使用K-means聚类克服如上所述重叠问题。根据聚类结果，能够高精确性提取水印。水印信息提取和认证的详细步骤如下:
1)将接收到的I帧I'w分成h×w的不重叠图像块I'wk。然后计算每一个图像块的差值a'k。
2)根据numembedding选择不同的kc聚类中心。采用K-means聚类算法对所有的块差值a'k进行聚类。
根据a'k所在的不同区域得到对应的水印。再将得到的十进制水印wm'根据块分类结果，得到wm's以及wm'ai。
3)通过密钥key进行置乱解密，与重新提取的空间特征和帧索引进行比较，进行空间和时间认证。对于空间篡改定位图，去掉噪声引起的孤立点，得到最终的篡改定位图。
4)根据每个块嵌入的水印，进行逆操作去掉水印
根据由辅助信息wm'ai提取的灰度溢出图，对去掉水印后的图像Ik″w恢复溢出调整的灰度。
5)循环认证和恢复所有I帧视频，得到无损的原始视频。如果视频流遭到攻击，则只能近似恢复出原始视频，即提高图像画质。
3 实验结果与讨论
实验采用Container,Foreman,Hall,Stefan等标准CIF(100帧，352×288像素)测试视频。从含水印视觉效果，由于嵌入水印带来的失真不可见，本文采用峰值信噪比值(PSNR)来客观衡量图像失真。通过实验测试后，本文参数选择为numembedding=2，α1=0.1，α2=1.3。
如图2所示，使用本文算法嵌入水印后，Container,Foreman,Hall,Stefan的第一帧效果图。从主观视觉感受上而言，水印嵌入是不可见的，有很好的主观感受。如图3所示，实验中比较了原始H.264视频压缩、文献[14]水印嵌入算法和[15]水印嵌入算法的PSNR值。通过数据可见，比起其他两种方法，本文算法具有更好的视觉不可见性，和原始H.264压缩的画质十分接近。由于是无损水印，如果嵌入水印后的序列没有遭到任何攻击，则能够无损恢复到原来的图像。
当遭到恶意篡改攻击，可以实现篡改区域定位功能。图4所示在原来嵌入水印的视频中，在背景上添加了一个“B”，通过本文篡改定位功能，可以对其进行检测定位。同样，通过比较提取的水印中的视频索引号和当前解码时的索引号，可以很容易知道是否视频遭受时间域的攻击。
半脆弱认证水印不同于一般脆弱认证水印，它可以抵抗一定程度的非恶意攻击。这些非恶意攻击可能是重压缩、噪声或滤波。这些操作在视频的存储和传播中不可避免的会发生，所以必须对其具有一定的鲁棒性才能满足实际应用的要求。表1是含水印视频序列遭受非恶意攻击后的空间篡改定位误检率。实验中，原始水印嵌入时，使用QP=25进行H.264压缩。然后对此原始含水印视频序列进行QP=20、25、30的反复压缩后，然后提取其中的水印。通过表1可见，重压缩的误检率均值为0.41%。另一方面可见，重压缩随着压缩参数QP的增大，本算法的检测能力有所下降。对于一般程度的高斯噪声，本文算法篡改定位误检率为0.33%。随着图像遭到重度噪声攻击，水印提取能力会急速恶化。同样的，对于一般的椒盐噪声，定位误检率为0.86%。而对于高斯滤波而言，本文具有较好定位能力(0.00%)。可见本文算法对常规图像处理具有良好的鲁棒性。
4 小结
本文提出一种基于块差值的可逆的半脆弱视频认证水印，通过对图像块分类，在纹理复杂的区域嵌入比纹理平滑区域更多的水印，实现更大容量的水印嵌入能力。不同于在变换域嵌入水印，由于在空间域块差值中嵌入水印，本算法具有更好的视觉效果。由于块差值是图像块的统计信息，故具有很好的鲁棒性能。在解码端，由于采用K-means聚类，可以解决由于图像处理后造成的块差值直方图重叠现象，具有较佳的水印提取能力。实验结果显示，本文提出的算法能够具有更佳的视觉效果，并且能够有很好的鲁棒性，实现了篡改定位的功能。
改革之风不可逆 篇2
柯桥是护航G20峰会的重点区域，而纺织业则是柯桥的支柱产业。特别是近期在行业内引起高度关注的印染行业整治提升“亮剑”行动，从2月份开始实施以来，如今也算小有成就。截至3月22日，退出区内的108家印染企业中共有49家企业重组成13个项目，每个项目排污在1万吨以上，安置土地80亩，目前集聚区1300亩土地指标已经落实。
而于近日在上海召开的第十五届全国印染行业新材料、新技术、新工艺、新产品技术交流会上，柯桥印染企业同样表现抢眼。浙江红绿蓝纺织印染有限公司、浙江梅盛实业股份有限公司、浙江梅盛实业集团的5款面料获得“2016年度中国印染行业优秀面料”一等奖，浙江宝纺印染有限公司、浙江天马实业股份有限公司的2款面料获得二等奖。
虽然柯桥印染企业正在经受空前严苛的整治提升，但是这对柯桥印染产业而言是转型升级的好契机，经历过大浪淘沙和转型的痛苦后，柯桥印染产业的总体竞争实力必将更上一层楼，相信会有越来越多的柯桥企业在行业大会上精彩亮相，一展柯桥纺企的全新魅力。
从当前的情形来看，柯桥乃至整个绍兴地区的整治风潮已经产生了一定的蝴蝶效应，染费上涨是最直接的表现，更深层次的影响在于产能的转移。但是这些接受绍兴地区转移产能的印染企业，也已经或者很快就要面临类似的整治风潮。在浙江省印染行业协会五届四次理事会现场，海宁市的一家企业老总就直言，海宁对印染企业的整治力度也日渐加大，更提出了“58条回头看”，对整治不合格的企业进行重新整治。“印染企业改革提升势不可挡。”该老总的话得到了现场不少知名印染企业高层的认同。
江浙地区由于地理和产业之间的联系历来关系“亲密”。前几日，吴江区印染行业协会在会长唐金奎的带领下，与吴江区经信委、区环保局部分领导一起来到柯桥“取经”，学习印染产业提升环保质量的各类措施和实践经验。可以说，起于柯桥印染业的这一轮整治风潮乃是整个纺织行业转型升级的必经过程，吴江也紧随柯桥开展印染企业整治提升行动。4月11日，吴江区相关部门对吴江高新区（盛泽镇）的“小炼白”企业开展综合整治，打响了盛泽环保“春雷行动”第一仗。
正如孙中山先生所言：“天下大势，浩浩荡荡，顺之者昌，逆之者亡。”特别是在整个纺织行业都积极推动供给侧改革的当下，印染企业作为供给端，只有通过自我改革提高产品品质、提升产品附加值，优化企业生产管理，才能推动下游面料、服装企业生产出具有国际竞争力的纺织品，引导、改善消费者的现实需求，推动整个纺织产业的升级与可持续发展，最终实现纺织强国梦。
可逆避孕方法 篇3
关键词：PLC,程序设计,梯形图
0 引言
系统选用一块CPU315-2DP模块作为处理器, 完成整个机组的信息采集与逻辑控制。S7-300 PLC通过Profibus-Dp总线与调速系统 (6RA70) 以及远程I/O设备 (ET200M) 连接形成分布式控制结构, 使得整个系统配置简单、可靠、实用, 便于调试和维护。自动化系统由三部分组成, 分别为PLC控制、机架控制、HMI。重点介绍PLC控制, 其主要完成的功能有设备机组的逻辑控制、张力控制、机组速度主令控制等。程序通过STEP7编程软件以梯形图形式编写。
1 冷轧机组PLC程序设计
控制系统软件是Siemens公司的STEP7, 通过它可以对PLC系统的硬件和网络进行组态, 编辑、上传、下载用户程序, 在线监测、调试、修改程序, 并可对程序运行调试过程中出现的警告信息和故障进行在线诊断。控制系统为分布式控制系统, PLC作为主站, 调速系统与远程I/O为从站, 信息通过PROFIBUS-DP网传输。
1.1 PLC硬件组态
硬件组态通过STEP7的子模块完成, 主要步骤:
(1) 组态PLC机架。从硬件目录中选取和实际硬件相符合的CPU以及数字量与模拟量模块放入主机架相应的槽位中, 设置CPU的相应属性, 如循环扫描监视时间、启动特性、定时中断时间等, 设置各信号模块 (AI, AO, DI, DO) 以及通信模块的I/O通道基地址。
(2) 组态Profibus-DP网络。设置现场总线的网络类别为DP以及总线的传输速率1.5Mbps, 将各DP从站 (调速器分布式I/O) 挂接到总线上, 为每个从站分配唯一的站地址, 确定每个DP从站的PPO类型以及I/O通道所占用的字节数以及基地址。
(3) 编译并下载硬件组态。当所有硬件组态完毕, 编译检查无误下载到PLC的CPU模块中后, 硬件组态完成。
1.2 总体程序结构
PLC主流程主要包括机组部分和压下部分。机组部分所涉及的范围较广, 要同时考虑液压泵、润滑泵等。在机组单动的时候, 主传动电机与辊道电机相互独立, 均由PLC控制。在机组连动时, 正常启动其他外部设备后, PLC向主电机控制单元发送运行信号, 接收到该信号后, 主控单元开始检测内部装置, 在检测完电枢、内部风机、水泵等各状态正常后向PLC发出主电机正常信号, PLC接收到主电机发出的正常信号, 同时检测到辊道、液压泵、润滑泵等设备正常后便向主传动电机、辊道电机发出允许运行信号。压下部分主要指压下电机调整压下辊的辊缝, 辊缝的大小直接影响加工的精度, 它与机组部分相互独立。
2 PLC控制方法
板带材轧制的主要环节集中在左卷取机、主轧机、右卷取机, 轧制过程控制颇为复杂, 包括机组速度主令控制、张力控制、液压辊缝控制、串辊和弯辊控制等。
2.1 轧机速度控制
速度设定是在上位机进行, 通过以太网传递给PLC, PLC再分别传送到各个传动系统。速度设定是以主机架为线速度基准, 通过设定工作辊的直径与减速箱的减速比, 分别给出上下辊的转速给定值。根据控制功能, 速度设定有正反向点动设定, 用于故障处理;穿带速度设定, 用于生产前轧机穿带;重卷速度设定, 用于轧制后分卷;轧线速度设定, 用于正常轧制情况。
2.2 轧机张力控制
在生产过程中, 如果带钢张力不稳定, 将影响带钢厚度控制的精度, 同时还容易造成断带、折叠、跑偏等故障。系统采用间接张力控制, 通过对卷取机电流的检测来间接计算带钢张力。PLC根据设定的张力值和机械设备的参数换算为电动机转矩值, 并将此转矩设定值下达给全数字直流调速装置, 由传动装置自动完成电动机转矩的循环控制。
3 程序设计
(1) 主轧机线速度求取, 其梯形图程序如图1所示, 用来计算主轧机的线速度。
(2) 左卷取机速度求取, 其梯形图如图2所示。根据轧制过程中主轧机与卷取机线速度相等的原理, 可求出左卷取机的速度;右卷取机的转速求取与之类似。
(3) 主轧机的速度给定。主轧机的速度给定是根据轧制表确定的, 预设定的速度通过上位机传给PLC, 再由PLC通过总线传递给调速装置。此处调用了西门子库中的模拟量输出转换功能块FC106, 进行主机速度的给定。
(4) 左卷取机速度给定。在机组联动情况下, 卷取机的速度以主轧机的速度为基准进行调整。在板带材的轧制过程中, 在左卷取机和右卷取机之间要保持一定的张力并且保持稳定, 所以张力的控制是一个动态的过程。采用FC105模块, 其输入为张力的反馈值, 输出为0~100之间的一个标定值, 用作动态张力控制模块的参数。FB41模块为西门子的PID调节模块, 用来实现张力的调节。
(5) 报警时系统检测。传感器为电流2线传感器, 程卡设置为4~20m A, FC105模块将模拟量输入模块传送来的一个整数转化为4~20之间的一个数, 通过减法和乘法运算转化为实际的工程值温度, 根据比较指令, 当温度大于设定值时, 输出为1, 通过一个数字量输出口驱动报警灯使之点亮。
4 结语
基于西门子PLC的可逆冷轧机电气控制系统具有可靠性高、安装简单, 便于维修的特点, 对轧钢企业提升带钢产品质量具有重要意义。
参考文献
[1]王金涛.六辊冷轧机液压系统设计及动态仿真研究[D].重庆:重庆大学, 2008
[2]刘芳.冷轧机智能故障诊断系统研究[D].沈阳:东北大学, 2013
[3]王娜伟.1370冷轧机厚控系统辨识与自校正控制研究[D].秦皇岛:燕山大学, 2005
认清不可逆的青光眼 篇4
不同年龄阶段患者青光眼的特点
（一）婴幼儿阶段
该年龄段最常见的是发育性青光眼，极易导致终身视觉残疾。
发育性青光眼的发生是由于胚胎期和发育期内眼球房角组织发育异常引起，分为原发性婴幼儿型青光眼，伴有其他先天异常的青光眼和少儿型青光眼三类。前两种类型的患儿眼球发育异常出现在胚胎期，通常在3岁以前发病，眼压升高，表现为眼球增大或两眼球明显大小不等、角膜增大、患儿喜欢埋头以避免畏光刺激、流泪以及眼睑痉挛等。这两种类型的发育性青光眼具有发病年龄小、病情发展快等特点，单眼发病患者易于被早期发现和治疗，而双眼发病患者在早期往往被忽略而延误治疗时机，最终将导致视力低下和致盲。少儿型青光眼的眼球房角组织发育异常通常出现在发育期，眼压升高症状多在3岁以后，一般无症状，其表现与原发性开角型青光眼类同。该型青光眼发病隐匿，症状不显著，当出现眼胀、头痛等症状时，视神经已发生显著萎缩，错过了最佳治疗时机，预后不理想。
（二）青少年阶段
青少年阶段最常见的青光眼类型是继发性青光眼和发育性青光眼中的少儿型青光眼。少儿型青光眼在青少年人群中发病隐匿，往往容易与近视相混淆，以致漏诊，危害巨大。青少年阶段发生的继发性青光眼主要是外伤和炎症相关性的，根据病情严重程度预后也各有不同。
外伤性青光眼根据外伤的程度以及引起眼压升高的原因不同，临床表现和病程也有所差别，通常分为眼内出血性和房角后退性。眼内出血最常见，出血量不多时，一般可药物控制眼压，前房出血也可完全吸收；出血量较多时，须行前房穿刺冲洗，预后一般较好。房角后退引起的眼压升高早期主要是与小梁组织水肿和细胞组织碎片阻塞有关，可用药物控制；伤后数月至数年发生的慢性眼压升高多与小梁组织损伤后瘢痕修复阻碍房水外流有关，药物多难以控制，需要手术治疗。
炎症相关性青光眼主要是由于虹膜和睫状体炎症产生的炎症细胞、纤维素以及受损的细胞组织碎片阻塞小梁网，损害小梁网细胞，导致房水外流障碍。多数患者的眼压仍保持正常或降低，临床上容易漏诊。若治疗不及时，可导致继发性房角关闭。
（三）中老年阶段
中老年阶段的青光眼类型涵盖除发育性青光眼以外的所有类型，最常见的是原发性青光眼。该年龄段的继发性青光眼也分很多种，除了炎症相关性和外伤性，还常见药物相关性、血管疾病性以及晶状体相关性青光眼。
药物相关性青光眼常与眼局部或全身应用皮质类固醇类制剂有关，停药后大部分患者眼压可自行恢复正常。这类型青光眼可预防，高危者应尽量少用或不用皮质类固醇类药物；若使用，须加强随访，必要时加用降眼压药物。
血管疾病性青光眼常见于视网膜中央静脉阻塞、糖尿病性视网膜病变等，此类型青光眼以手术治疗为主，预后较差。
晶状体相关性青光眼主要是晶状体位置异常或自身物质诱导所致的青光眼。位置异常所致的主要为闭角型青光眼。自身物质诱导的青光眼又分为晶状体溶解性青光眼、晶状体残留皮质性青光眼和晶状体过敏性青光眼，第一种类型主要是白内障过熟引起，行白内障摘除后眼压多数可恢复正常；后两种类型主要见于白内障摘除手术后，由残留的晶状体囊膜和碎片引起，多需要再次手术取出残留的组织，残留组织取出后眼压可恢复正常。
需要与青光眼相鉴别的疾患
青光眼引起的眼压升高常常引起其他系统的症状和体征，如头痛、恶心呕吐等，患者就诊时，医生往往误认为是其他系统的疾病而延误治疗。
（一）误认为是青少年近视而与屈光不正相混淆
少儿型青光眼症状出现较晚，由于3岁以后眼球壁弹性已接近成人，眼球不会因眼压的升高而扩张，症状较隐匿，不易察觉。青光眼可促进近视的发展，在校学生非常容易将青光眼造成的视功能损害误认为近视。
（二）误认为是单纯头痛而与神经内科或心血管疾病相混淆
青光眼引起的眼压升高常常刺激支配眼球的三叉神经末梢，出现眼痛和头痛症状；另外，一些青光眼患者本身也具有偏头痛或者高血压等疾病。尤其是急性闭角性青光眼发作时，由于眼压突然升高，致使患者出现明显的眼痛和患侧头痛，反应剧烈并伴随恶心呕吐，常误以为发生急性脑血管意外，若同时伴有血压升高，则更加容易误诊。
分析原因可能是：
① 头痛为内科门诊最常见主诉之一，医生往往倾向于认为是高血压或脑血管意外引起的头痛和偏头痛，容易忽视眼部疾病引起的头痛；
② 青光眼患者以老年人居多，多伴有高血压、高血脂、糖尿病等全身性疾病，少数患者可能已有脑卒中等病史，当出现头痛时，容易首选神经科就诊；
③ 急性青光眼发作时的头痛、恶心呕吐、眼部瞳孔散大和对光反射消失等症状体征与脑血管意外十分相似，加之应用高渗剂甘露醇可暂时降低眼压，缓解上述症状，更会诱导医生做出神经系统疾病的诊断；
④ 部分青光眼患者仅有间歇性发作的眼胀眼痛，其眼部症状不足以引起医生的重视，往往被草率地诊断为偏头痛或高血压性头痛。
（三）恶心呕吐等症状易与消化道疾病混淆
由于机体存在眼腹反射，部分患者在青光眼发作时会伴有恶心呕吐甚至腹痛等胃肠道症状，以至于被误认为是急性胃肠炎。一旦被误诊为急性胃肠炎而使用东莨菪碱类解痉药物治疗，反而会加重青光眼病情。因此当出现上述消化道症状时，医师需要详细询问并检查患者眼部。如果发现明显的视力障碍和眼部充血，须进一步行眼科检查以明确是否为青光眼。
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（四）头痛或鼻部症状易与耳鼻喉科及呼吸道疾病混淆
慢性青光眼患者的间歇性头痛、鼻根部酸痛尤以傍晚时明显，类似“上颌窦炎”的表现，易被误认为是鼻窦炎。急性青光眼常因劳累、气候变化等诱发，常常伴随有发热、畏寒、鼻塞流涕等症状而被误诊为感冒或上呼吸道感染。有时患者使用的治疗感冒或鼻塞药物中有收缩血管的药物成分，可能引起瞳孔扩大，加重青光眼。患者可能直到视力严重损害时才意识到眼睛出了问题。
出现上述的原因可能有：
① 很多人不舒服时会不自觉的闭眼休息，多数未意识到视力下降，认为症状是其他疾病如感冒、偏头疼引起，误认为疾病缓解后症状便会消失；
② 医生缺乏对青光眼不同表现的认识，易被患者的主诉和全身症状误导，以至于做出错误的判断。
青光眼引起的眼压升高常常刺激支配眼球的三叉神经末梢，出现眼痛和头痛症状；另外，一些青光眼患者本身也具有偏头痛或者高血压等疾病。
警惕青光眼患者的五种早期信号
Tip：
1.视力逐渐下降，验光配镜视力矫正不到1.0（对数视力表为5.0），尤其高度近视者，戴适度的眼镜后仍常有头痛眼胀感。由于高度近视的巩膜（眼白部分）变长，弹性明显下降。所以出现高眼压时，自觉症状不明显或无症状，患者容易疏忽，而视力却在悄悄损失，医生也往往易漏诊。
2.青光眼患者平时喝水较多，一次喝水超过300毫升时出现头痛。这是因为饮水速度快，量多，可使血液稀释引起渗透压降低，进入眼内的房水就会增多，从而引起眼压升高。患者常在饮水后15～30分钟出现眼胀头痛。
3.早晨起床后看书报较吃力，易出现鼻梁根部酸胀和眼眶前额胀痛。因为正常人的眼压有昼夜波动的规律，一般清晨偏高，夜间较低。青光眼患者24小时的眼压波动幅度更大，故早晨眼压就更高，就会出现症状。
4.情绪激动或在暗处停留过久（如看电影、电视或在暗室工作），便有眼胀、头痛、视物模糊，眼前如同有一层云雾，这是闭角型青光眼的早期症状。多次反复出现后，有可能突然进入急性大发作期。
5.晚间看灯光出现五彩缤纷的晕圈，好比雨后天空出现彩虹一样，医学上称虹视。这是由于眼压上升，角膜水肿而造成角膜折光改变所致。
来源：百科名医网
可逆数据隐藏技术综述 篇5
1 基于无损数据压缩的可逆信息隐藏算法
无损数据压缩[1]是实现可逆信息隐藏的基本方法。通过压缩原始图像数据, 可以获得信息隐藏的空间而不覆盖原始图像信息。
下面以一种简单的基于算术编码和LSB的可逆信息隐藏方案为例, 说明基于无损数据压缩的可逆信息隐藏的过程。算法流程如图1所示。
数据嵌入过程:设原始图像为I, 首先提取I的LSB平面位并一维化得到序列L和图像I’, 利用算术编码对L进行压缩, 压缩结果作为待隐藏信息W的一部分。将W置乱后嵌入到I’的LSB平面位, 得到最终的含秘图像Iw。
此算法数据嵌入率较低, 算法鲁棒性很差, 含秘图像也不能完全恢复, 常用于图像认证。
2 基于差值扩展的可逆信息隐藏算法
差值扩展技术最早是由Tian提出的, 其基本思想是通过扩展相邻像素点差值来隐藏数据, 即将数据隐藏在原始图像的高频分量或扩展的LSB上。算法基本原理如下:
设x和y是相邻像素点的灰度值, 且x, y∈[0, 255], 则差值d和平均值l分别为
相应的逆变换为
数据嵌入公式为
数据嵌入过程:首先利用式 (1) 计算相邻像素点xi和yi的差值di和均值li, 再利用公式 (3) 根据待隐藏的1比特数据wi (0或者1) 计算扩展差值di'2diiw, 最后利用式 (2) 计算嵌入数据后的像素值x'i和y'i。重复上述过程直到原始图像所有相邻像素点对都被处理完毕, 即得到含秘图像。
这种算法数据嵌入容量很大, 但像素值可能发生溢出。利用定位图可解决溢出问题, 但对嵌入容量影响较大。Coltuc等提出一种基于RCM变换可逆数据隐藏算法, 无需嵌入溢出定位图, 但载体图像质量严重下降。Lin C等提出一种无定位图的无损数据隐藏方法, 但该方法仅适于不可扩展像素对较少的图像, 普适性较差。
3 基于直方图调整的可逆信息隐藏算法
此方法最早由Ni提出, 其主要思想是通过对原宿主图像的直方图进行调整, 利用零点冗余来嵌入秘密数据。该类方法数据的嵌入描述如下:
数据的嵌入过程:设原宿主图像为I, x为像素点的取值。首先根据宿主图像I生成直方图h (x) , 然后找出直方图中的零点lp和峰值点pp。如果lp
Ni等提出利用直方图中三个最大点和最小点进行信息隐藏, 嵌入容量大且含秘图像质量较好, 但该算法复杂度高。高铁杠等[4]根据统计特性将图像直方图进行分类, 给出了不同情形下利用多个零点和峰值点进行数据隐藏的方法, 该方法普适性好, 含秘图像质量也较好。顾巧论等提出一种利用每个最大值点进行多位数据嵌入的方案, 嵌入的数据位数可以根据宿主图像和含秘图像的峰值信噪比自适应确定, 该方法嵌入容量大, 而且含秘图像质量较好。
4 问题与展望
仍需继续进行深入优化和完善的问题:
⑴如何在保证含秘图像质量 (PSNR) 的前提下, 提高嵌入容量。⑵如何消除定位图来处理像素值溢出的问题。⑶如何设计针对彩色图像和一些矢量图像的大容量可逆信息隐藏算法。
摘要：本文主要介绍了可逆数据隐藏技术的应用与研究进展, 对当前几种典型的可逆数据隐藏算法进行研究分析, 并对其未来发展方向进行了总结。
关键词：可逆数据隐藏,差值扩展,直方图调整
参考文献
[1]CELIK M U, SHARMAG, TEKALP AM, eta1.Lossless Generalized Lsb Data Embedding[J].IEEE Transactions on ImageProcessing, 2005, 14 (2) :253-266.
[2]Ni Z, Shi Y, Ansari N, et al.Reversible data hiding[J].IEEE Tran On Circuits and System for VideoTechnology, 2006, 16 (3) :354362.
可逆信息隐藏算法综述 篇6
随着网络的流行,人们在方便地获取各种数字媒体信息的同时,如何保护这些媒体的版权、保证媒体信息的安全性成为一个迫切需要解决的问题。因此,作为保护版权、保证信息安全性的一种重要手段,信息隐藏技术在过去获得了长足的发展,成为研究领域一个新的热点和方向。
信息隐藏技术是一种利用宿主媒介的冗余特性以及人类的感知特征,通过某种方式改变宿主媒介,从而实现将信息隐藏在宿主媒介中的技术。一些常规的算法如:回声隐藏算法[1,2,3]相位编码算法[1,4]、扩频算法[5,6,7]、Patchwork算法[8,9]以及标量量化算法[10,11],在过去十年中相继被提出。
上述传统的信息隐藏算法,通常只考虑如何提取隐秘信息,而没有考虑如何恢复原宿主信号。在一些应用场合如医学诊断,法庭举证,艺术作品中,不光需要嵌入隐秘信息对宿主媒介进行保护,还需要适时地能够无失真地恢复出原始的宿主媒质,传统的信息隐藏算法不能满足其要求。作为信息隐藏技术的一个新的分支,可精确恢复原媒质信息的可逆信息隐藏技术最近正被广泛研究。可逆信息隐藏主要是指在嵌入信息时,虽然可能会对宿主数据的质量造成一定的破坏,但如果隐藏载体在传输过程没有发生变化,那么合法用户和权威机构在接收端可以根据提取算法提取出隐藏信息,并能够修复失真,实现原始数据的精准恢复。可逆信息隐藏技术与一般的隐藏技术没有原理上的本质区别,但是可逆技术在合法用户得到嵌入信息的过程中,将因信息嵌入而引起的宿主数据失真完全修正。这种技术在医学、军事、法律证据中有着非常广泛的应用前景。
当前所提出的可逆信息隐藏算法基本可以分为两大类:一类是基于差值扩散(Difference Expansion,DE)算法,另一类是基于直方图位移(Histogram shift,HS)算法。本文通过对这两类基本的无失真信息隐藏算法进行论述,分析和总结了这两类算法的各自优势及相应的局限性,并在此基础上对无失真信息隐藏算法的发展前景进行了展望。
1 基本的DE可逆信息隐藏算法
差值扩散技术最早由Tian[12,13,14]提出,其思想是利用较小的差值代表原信号的特征,然后通过扩散这差值从而达到嵌入隐秘信息的目的,即把数据隐藏在宿主信号的高频分量上。差值扩散的基本原理描述如下:
设一对数据为(x,y),则这两个数据的均值l(低频分量)和差值h(高频分量)可由式(1)、(2)定义为:
式(1)中符号ëû代表向下取整。为了嵌入隐秘信息,将需要嵌入的二进制隐秘数据wi按如下方式嵌入:
式(3)中的h1即为进行差值扩展后的高频分量。利用逆变换:
从而得到一簇新的数据(x′,y′)。通过对整个宿主信号的所有数据对进行相同操作,即实现隐秘信息的嵌入。整个嵌入流程如图1所示。
为了提取隐秘信息,恢复原始的宿主信号。将x′,y′替换式(1)、(2)中的数据对x,y,得到新数据的均值分量l′和高频分量h′。利用下式
即可恢复出原始的差值高频分量h和wi,将l′和h分别代替式(4)、(5)中的l和h1,即可恢复出原始的宿主信号对(x,y)。但是在Tian的差值扩散算法中,必须要关注溢出的处理。由于宿主信号一般都是在一定取值范围内的,例如8bit的灰度图像取值范围在[0,255]之间,假设x=210,y=10,根据式(1)和(2),l和h分别为110和200,令wi取值为0,则hi=400,经式(4)、(5)进行逆变换后,得到的新数据对x′,y′分别为310和-90,很明显超出了原宿主信号的取值范围,这些值是无效的,因此需要采用某种方式来解决溢出问题。
2 基本的HS可逆信息隐藏算法
另一类主要的可逆信息隐藏算法最早由Ni[15]提出,其主要的思想是利用直方图移位修正技术,即通过对原宿主信号的直方图进行变化来嵌入隐秘信息。整个信息嵌入的过程描述如下:
(1)生成宿主信号的直方图。令x代表宿主信号的取值,为了描述方便,假定范围为x∈[0,255],h(x)代表原宿主信号的直方图中取值为x的样本个数。
(2)使用贪婪算法,搜索直方图的峰值和零值点,设为h(p)和h(v)。
(3)移动和修改原始图像在峰值和零值范围内的灰度值,获得信息嵌入位置。即:如果p
(4)依此选择每一个原宿主信号中样本值为p的样本Ii,根据隐秘信息mi对其进行修改。即:如果mi=1且p
以p
接收方根据嵌入逆过程可以提取出秘密信息,并精确恢复出原始图像。
3 两类基本算法的特点与改进算法板
本节主要讨论两类可逆信息隐藏基本算法的性质以及相关的改进算法。对于基本的DE算法,具有实现简单、嵌入容量大的特点,其嵌入容量可达到0.5bit/样本。但是溢出问题是必须解决的一个问题。常用的解决方法利用局部图。局部图是由0和1组成的一组标志,代表了宿主数据是否可以嵌入隐秘信息。但由于局部图挤占了隐秘信息的嵌入容量,如果考虑采用未压缩的局部图,则整个嵌入容量都被局部图所占据,所以,这种情况下不能嵌入任何隐秘信息。因此如何压缩局部图以获得更多的嵌入容量一直是这个领域研究的一个关键问题。而基本的HS算法峰值信噪比的下界为48.13 d B,对原宿主信号失真小,且算法操作简单。对比第一类DE算法,没有溢出的问题,不需要考虑局部图。但是,对于宿主数据的恢复以及隐秘信息的提取,必须预先知道原宿主信号直方图中的峰值和零值点的对应位置,否则无法实现可逆恢复原宿主数据。另外,基本的HS算法是基于直方图中的峰值和零值对的,因此算法的嵌入量过分依赖于原始宿主信号自身的特点,嵌入容量受到宿主信号分布特性的限制,且当宿主信号的直方图均匀分布时,算法就无法在宿主信号中嵌入任何信息。
为了解决基本的DE算法中由溢出问题导致的局部图挤占隐秘信息容量的缺陷,Alattar[16,17,18]和Kamstra[19]等提出了不同的改进算法。例如,Alattar将原方案中的一对数据为一个嵌入单元扩展为以三个或四个数据位一个嵌入单元,每个单元嵌入2~3bit,或者在不合适的单元不嵌入任何比特。相比于Tian的方法,Alattar所提算法未压缩的局部图尺寸从原来的1/2下降为1/3或1/4。如果考虑未被压缩的局部图,Tian的方案几乎无法嵌入隐秘信息,而Alattar的方案可以嵌入隐秘信息,显然,Alattar的方法优于Tian的方案。而如果局部图被压缩,则由于相邻样本间的相关性,Alattar的方案要显著优于Tian的方案。Kamstra和Heijmans提出了另一种改进的差值扩散算法。他们提出的算法主要思想是充分利用宿主样本间数据的相关性,根据相关度量对各样本数据对进行排序,从而减少局部图尺寸。针对相邻样本间的相关性排序可以显著增加差值扩散算法的可嵌入容量。
为了解决基本HS算法中嵌入容量小,过分依赖原始宿主信号自身特点等缺陷,A.Leest[20]等人提出了基于宿主分块的直方图可逆隐藏算法。该算法首先将宿主信号分块,以小块为单位生成块直方图并寻找其中的峰值与零值。然后在块直方图峰值右侧和零值左侧分别生成嵌入位置,完成信息嵌入,在接收端可以提取出嵌入的信息并恢复宿主图像。该算法利用图像分块后的直方图统计区域小,分布比较集中,不存在零点的几率极小,且每个分块中都能嵌入信息,从而大大提高了信息嵌入量。Yousefi[21]等提出了一种基于整数小波变换的无损信息隐藏算法。该方法通过修改直方图来生成信息的嵌入位置,然后通过修改小波域的高频子带系数的直方图来完成信息的嵌入,接收端在提取隐藏信息的同时可以恢复原始图像。算法嵌入量较大,而且还可以通过采用多层次的整数小波分解和直方图修改来进一步提高信息嵌入量。但是采用这种方法有可能发生溢出现象,需对可能发生溢出的对象点做记录,同时,还需要记录整数小波分解的层数,将它们的详细信息作为嵌入信息嵌入到宿主图像中,用来保证图像的无损恢复,这样也会挤占嵌入容量。
4 结束语
可逆配料小车变频定位系统 篇7
关键词：可逆配料小车,PLC,旋转编码器,变频器,PID
可逆配料小车以输送带为牵引机构和承载机构,可以在指定的仓口卸料,广泛应用于矿山及粮食等领域。它具有可靠性高、安全性高及效率高等显著特点,为高空卸料提供了一个十分有效的手段。由于高空作业,对卸料小车的可靠性和安全性要求越来越高[1]。由于卸料小车不可调速, 在实际应用中接近开关经常发生开关失灵的现象,导致小车制动时发生“溜车”现象,引发安全事故。针对该问题,笔者设计了一种可逆配料小车变频定位系统[2]。
可逆配料小车变频定位系统主要以可编程控制器( PLC) 为核心,采用深圳某无线通信模块进行无线通信。ABB变频器可以调节小车的速度。旋转编码器作为速度检测元件,向PLC提供计数脉冲,经过PLC程序计算出小车的位置。本设计简单实用,可以在多种现场使用,能进一步推动卸料小车的发展[3]。
1 系统设计
1. 1 系统概述
可逆配料小车变频定位系统简图如图1所示。
小车往返于A、D之间,皮带可逆旋转。当小车停在A、C之间时,皮带正转,料下入C仓,皮带反转,料下入A仓; 当小车停在B、D之间,皮带正转,料下入D仓,皮带反转,料下入B仓。
根据现场工艺要求,可逆配料小车变频定位系统具有以下功能:
a. 3种控制模式———车载PLC柜控制、地面PLC柜控制( 触摸屏控制) 和上位机控制;
b. 小车可逆运行并有实时定位功能;
c. 故障诊断和处理功能,系统发生故障时能够正确判断故障类型并做出相应处理,如停机或报警等;
d. 故障报警显示和报警历史记录功能。
1. 2 系统组成和原理
可逆配料小车变频定位系统主要由PLC( 带高速计数器) 、旋转编码器、变频器、控制计算机、触摸屏、电机和无线通信模块组成。该系统有两个控制柜,车载PLC柜和地面PLC柜,两者通过无线通信模块进行通信。上位机还配置了西门子S7-300PLC,既可以实现就地控制,又可以实现集中控制和监视。其工作原理为: 采用位置反馈闭环控制速度的方式,即通过编码器测量电机转速, 高速计数模块采集编码器的脉冲个数,在PLC中采用PID控制算法,调节输出信号控制变频器,通过控制电机转速达到定位控制功能[4]。可逆配料小车变频定位系统原理如图2所示。
为了提高小车的定位精度,本系统采用PID控制方式。从图2可以看出,每个周期的开始,变频器先根据速度给定初始值进行控制,反馈回来的实际距离S与小车的行程距离S*作比较,得出偏差距离e。为了保证偏差值e为零,使系统达到稳定状态,PID控制律的实现必须用数值逼近法。当采样周期相当短时,可以用求和代替积分,用差商代替微分,即做如下近似变换[5]:
式中k———采样序号,k = 1,2,…;
T———采样周期。
显然,在上述离散化过程中,采样周期T必须足够短,才能保证足够的精度。离散PID的表达式为:
式中e( k T) ———第k次采样时刻输入的偏差值;
KD———微分系数;
KI———积分系数;
u( k T) ———第k次采样时刻的输出值。
该系统采用的是增量式PID控制算法,数字PID输出的是Δu ( k T) ,该算法的优点是计算量小、占用存储空间少,因此在实际中得到广泛应用。Δu( k T) 的表达式为:
位置式PID控制算法也可以通过增量式控制算法推出递推计算公式:
2 系统硬件设计
作为系统的控制核心,采用了西门子S7224XP CN PLC,带有高速计数器,含有HSC输入, 可用来读取编码器反馈脉冲,实现对小车的位置控制,构成闭环控制。S7-224XP CN PLC含有Port0和Port1口,PLC做主站,用Port1口接变频器和地面PLC柜[6]。
选用Ko Yo公司TRD-J系列旋转编码器,五线制。其中两根为电源线,3根为脉冲线( A、B、Z) 。其工作原理为: 当旋转编码器的轴转动时, A、B两根线都产生脉冲输出。在本系统中,编码器作为反馈元件,与电机同轴安装,转轴每转一周编码器就产生1 000个脉冲,高速计数器采集编码器的脉冲个数,根据传动比例关系,通过PLC处理并计算出小车的距离,传送至触摸屏显示,实现小车的精准定位。到达仓口时,PLC控制变频器零速输出,停变频器使能。再配合接近开关,让小车无惯性精准停车[7]。
设小车车轮直径为D,减速比为P,编码器每旋转一圈产生1 000个脉冲,小车行程距离为S, PLC采得脉冲数为N,有:
则PLC采得的脉冲数N为:
系统选用ABB公司的ACS510变频器。PLC与变频器采用Modbus通信。由于需要精确定位, 故系统采用位置闭环速度控制的方式。PLC根据指定值与实际值的偏差,利用PID算法产生速度信号,再次加到变频器上驱动电动机旋转,这一调节过程持续进行,直至控制对象的实际位置与指令位置之间的偏差处于允许的误差范围内。停止时控制变频器零速信号输出,再配合接近开关,使停车精度得以提高[8]。
系统部分控制电气图如图3所示,主回路如图4所示。
PLC的输入、输出信号都用中间继电器隔离来保护它的I/O点。
3 软件设计
3. 1 PLC 主程序设计
可逆配料小车变频定位系统的控制功能主要由PLC实现,程序设计包括主程序设计和子程序。主程序进行参数初始化,调用子程序。子程序包括启动停止程序、故障报警程序、通信程序、PID算法子程序和高速计数器处理程序。通过调用子程序可以清晰地读懂程序,方便监视和调试。主程序流程如图5所示。
3. 2 触摸屏设计
系统采用威纶触摸屏,设置了4个按钮、小车运行状态显示、变频器故障显示、报警显示、报警历史和小车位置。操作员可通过触摸屏进行小车和输送机的所有指令控制、参数的监视,真正做到了整个控制过程的可视化。系统操作界面如图6所示。
4 结束语
采用西门子S7-200PLC、变频器、旋转编码器、无线通信模块组成了可逆配料小车变频定位系统。经过PID调节,构成位置闭环速度控制模式,可以实现小车定位和精准停车。并采用威纶触摸屏,真正做到了整个控制过程的可视化。自2013年5月投入运转以来,该系统运行稳定、可靠,达到了设计要求,完成了生产任务。
参考文献
[1]程文光,赵海燕,吴俊峰.新型卸料小车的设计特点[J].华电技术,2010,32(12):28~30.
[2]刘华炜.电厂输煤系统卸料小车控制子系统的设计[J].自动化仪表,2010,31(1):64~66.
[3]李娟霞,李红艳,朱婷,等.基于PLC的自动运料小车控制系统设计[J].工业仪表与自动化装置,2013,(3):89~91.
[4]马秀坤,史运涛,马学军.S7-200 PLC与数字调速系统的原理及应用[M].北京:国防工业出版社,2009.
[5]李建海,张大为.数字PID控制器在温度控制系统中的应用[J].电子测量技术,2009,32(4):100~103.
[6]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2007.
[7]闫涵萍,韩延国.基于STM32的变频器+编码器精确定位控制系统设计[J].机床与液压,2013,41(14):98~100.
量子可逆电路的研究现状 篇8
目前比较有代表性的量子可逆电路构造方法有以下几种[2]。
穷举法、RM方法、群论分解方法、探索法，通过比较知穷举法综合结果好，能达到最优，但时间空间开销大;真值表和RM方法构造巧妙，综合速度快，但结果不尽理想，需要辅以优化;群论方法新颖高效，算法收敛迅速(有限步结束)，但构造复杂，较为繁琐，需要的门库规模大;其他方法也均是在综合的效果和效率之间寻求一个平衡点，这个平衡点如何选取，则应该以实践中的具体需求情况为依据。
构建量子可逆逻辑电路主要有构造与优化两个过程，有些算法是先构造再优化，还有一些算法则是构造与优化同时进行。通常所得到的量子电路并不是最优电路，如何有效地优化电路，成为量子电路领域的另一个研究重点。Iwama、Maslov、Maslov等都对电路优化程度作出了杰出贡献。
目前对量子二值逻辑可逆电路综合算法的研究较多，但对于多值逻辑量子电路综合技术的研究较少[3]。其中的原因主要有：第一，人们已习惯于经典计算中的二值逻辑，利用多值逻辑进行计算不符合人们常规的思维和计算方式;第二，对于多值逻辑的理解与应用本身就是困难的，涉及多值逻辑理论及群、环、域等代数理论，量子可逆电路的设计又具有相当难度，规模较大，复杂性较高，其中又要解决量子的自然属性(如消相干现象等)对计算的负面影响。所以将多值逻辑应用于量子电路，设计具有相当复杂性的多值逻辑量子电路也是困难的。然而，量子具有多种可观测的属性，例如光子的偏振方向，电子的自旋方向，电子所处于的能级等，因而具有多个复杂的自由度，利用多能级描述量子位也更自然。由于量子实验物理的发展进步及测量技术的不断完善，对于量子在各个属性上的测量的精准度大大提高，使得量子高维基态(即多值逻辑量子态)的应用成为可能。另一方面，量子多值逻辑的应用能够极大提高量子并行计算的能力(理论上比二值逻辑更强大)，并可在存储和处理量子信息时提供更大的灵活性，又可以无辅助位的方式用两位量子门和一位量子门建立多量子电路，使得多量子电路的物理实现成为可能。对多值量子可逆逻辑电路综合的研究正在兴起。
量子可逆电路本质上是置换电路[4]，在此基础上可根据一些特定功能构造量子专用电路，专用电路的设计实现及应用可加速运行算法，并对量子寄存器或量子芯片等的设计作出一些贡献。目前已设计出量子全加器、量子全减器及受控集成量子加减电路，它们是构建量子计算机的基本单元。在量子纠错编码和容错计算中可根据纠错码的生成矩阵和校验矩阵，分别生成编码电路和解码电路。2005年何等人通过分解蝴蝶矩阵和转置矩阵独立实现了基于Haar小波多尺度分析的完整量子电路。2006年Cheng等人用Bitonic方法快速构造大规模的量子排序电路，给出的线路模型清晰地反映出算法消耗资源的情况。2007年Khan等人给出了利用三值逻辑Feynman和Toffoli门实现的三值逻辑全加器，基于此又实现了带有部分前瞻的三值逻辑并行加法器，并展示了将此电路用作并行减法器的方法。2008年Khan提出综合量子四值逻辑加法/减法器的递归电路。之后Khan又提出量子四值逻辑比较器，比较器是著名的Grover量子搜索算法的关键功能模块—Oracle的组成部分，也是基于比较的各种算法及控制器的基本模块。当然，由于量子电路设计的复杂性，目前综合出的专用电路还不多，并且给出的大多数的电路并非最简形式。
尽管对于量子可逆电路的研究已取得了一些成果，但目前对于构建量子可逆电路的量子门及通用门库的研究还不深入，对于量子可逆电路的生成方法和优化方法的研究还处于起步阶段。对其中的一些问题，如多值逻辑的嵌入与应用，电路优化策略，综合算法复杂性的深入分析与证明等，只是进行了初步的探索。虽出现了一些解决方案，但并不十分成熟，还有一些领域未曾涉及，所以需要进一步深入研究。
参考文献
[1]李志强, 陈汉武, 徐宝文等.基于Hash表的量子可逆逻辑电路综合的快速算法[J].计算机研究与发展, 2008, vol.45-2:2162-2171.
[2]何雨果, 孙吉贵.基于Haar小波的多尺度分析量子电路[J].科学通报, 2005, vol.50-20:2314-2316.
[3]苏汝铿.量子力学[M].北京:高等教育出版社, 2002.
销量下滑？新能源趋势不可逆 篇9
广汽斥资15亿升级研发基地助力新能源
据广汽集团“十三五”规划，将持续打造以广汽研院为核心的研发体系为自主品牌新产品技术提供研发支持。官方透露：广汽将投资15.2亿元用于升级广汽研究院，涉及基地重大技术改造及基地扩建项目。在2015年广汽集团发布新能源汽车战略，到2020年要实现10万—20万辆年销量。未来五年传祺将推出至少7款新车，升级的研发基地将为密集的新能源产品研发提供支撑。根据广汽集团发布的最新公告显示，广州汽车集团股份有限公司近日召开第四届董事会第 16 次会议，审议并通过了《广汽研究院化龙研发基地重大技术改造项目》以及《关于广汽研究院化龙研发基地二期建设项目》。其中《广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院研发基地重大技术改造项目》总投资为 7.11亿元，《广汽研究院化龙研发基地二期建设项目》总投资为 8.14亿元，两者总投资将达到15.25亿元。
英菲尼迪加速新能源车布局
英菲尼迪目前在华市场共推出了三款新能源车型，分别为QX60混动版、Q50混动版以及Q70L混动版，占车型总量的30%，未来英菲尼迪还将为更多车型匹配混合动力技术。东风英菲尼迪总经理武佳碧在与媒体沟通时表示：“会有更多环保或者对环境友好的动力系统技术和产品，推向中国市场。我们会有更多的产品和更多的技术，会覆盖所有的市场，其中非常重要的就是中国市场。”在面对日益严格的排放标准的前提下，英菲尼迪新能源车型能够实现在油耗方面有所降低，燃油经济性大幅提升。根据东风英菲尼迪要实现“到2018年，在华销量达到10万辆”的规划，国产车型销量应该会占到一半以上。在进一步推进本土化的同时，英菲尼迪还将在新能源领域有新动作，满足国内愈加严格的排放标准。
长安吉利联合打造新能源平台
2015年国内新能源市场呈现快速增长的态势，对于未来新能源发展，长安汽车以及吉利汽车等车企均表示未来新能源领域都成为各自的主力发展方向之一。长安汽车官方表示：长安将与吉利集团共同投资科力远混合动力技术有限公司。双方将就新能源混合动力技术及动力总成研发展开合作。长安去年在逸动EV上市之际公布了企业未来发展方向，以2015年为起点至2025年规划向市场投放新能源车型达34款。此次，长安与吉利合作共同投资掌握混合动力总成的技术，未来长安7款插电式混合动力产品的动力总成有望与吉利混合动力产品共享。
解密可逆化学反应平衡移动原理 篇10
下面以可逆反应aA (g) +bB (g) 幑幐cC (g) +dD (g) 为例, 此可逆反应在一定温度下达到平衡时存在一个平衡常数:
所以, 对任何一个可逆反应的进行程度由参加反应的物质本身 (ΔrGmΦ) 和温度 (T) 所决定。
一、温度对化学平衡的影响
K=exp (-ΔrGΦm RT) ΔrGΦm=ΔrHΦm-T·ΔrSΦ烍烌烎mlnK=-ΔrHΦm-T·ΔrSΦm RT=-ΔrHΦm RT+ΔrSΦm R
由此公式可知, 当温度从T1升到T2 (T2>T1) 时, 平衡常数也随之发生改变:
(1) 当ΔrHmΦ<0 (放热反应) 时, , 即K2<K1, 平衡常数减小, 平衡向逆反应方向移动;
(2) 当ΔrHmΦ>0 (吸热反应) 时, , 即K2>K1, 平衡常数增大, 平衡向正反应方向移动。
二、恒温下, 反应物浓度对化学平衡的影响
由1中讨论可知在恒温下其平衡常数是恒定的, 可是当我们改变反应物或生成物的浓度时, 致使化学平衡要发生移动, 使反应趋向于K′=K。
(1) 当增大反应物的浓度或减小生成物的浓度时, 减小了, 使得K′<K, 那么平衡只有向正反应方向移动才能使K′=K;
(2) 当减小反应物的浓度或增大生成物的浓度时, 增大了, 使得K′>K, 那么平衡只有向逆反应方向移动才能使K′=K。
三、恒温下, 压强对化学平衡的影响
恒温下, 压强对化学平衡的影响只针对有气体参加的反应。因为, 对有气体参加的反应, 改变压强 (或者说改变容器的体积) 会使相应的反应物和生成物的浓度增大或减小相同的倍数。
所以, 由 (n表示浓度改变的倍数) , 即K′=K·n (c+d) - (a+b) 。
(1) 当增大压强即n>1时, 若 (c+d) - (a+b) >0, 则K′>K, 平衡向逆反应方向移动, 也就是向体积缩小 (a+b<c+d) 的方向移动;
(2) 当减小压强即n<1时, 若 (c+d) - (a+b) >0, 则K′<K, 平衡向正反应方向移动, 也就是向体积增大 (c+d>a+b) 的方向移动。
总之, 升高温度化学平衡向吸热方向 (ΔrH>0) 移动, 降低温度化学平衡向放热方向 (ΔrH<0) 移动;增大反应物的浓度或减小生成物的浓度, 化学平衡向正反应方向移动, 减小反应物的浓度或增大生成物的浓度, 化学平衡向逆反应方向移动;增大压强 (缩小容器的容积) 平衡向反应物气体体积减小的方向移动, 减小压强 (增大容器的容积) 化学平衡向反应物气体体积增大的方向移动。用一句话概括:改变影响化学平衡的任何一个因素 (T、C、P) , 平衡向减弱这个因素的方向移动。
参考文献